AKRİLONİTRİL (AN)

Akrilonitril (AN), renksiz, yanıcı bir sıvıdır.
Akrilonitril (AN)'in buharları açık aleve maruz kaldığında patlayabilir.
Akrilonitril doğada bulunmaz.

CAS: 107-13-1
MF: C3H3N
MW: 53.06
EINECS: 203-466-5

Eş anlamlılar
VİNİL SİYANÜR; SİYANOETİLEN; AKRİLONİTRİL; AKRİLONİTRİL, 100 MG, SAF; AKRİLONİTRİL, %99+; AKRİLONİTRİL OEKANAL, STABİLİZE; AKRİLONİTRİL, STABİLİZE; AKRİLONİTRİL, 1X1 ML, MEOH, 5000 UG/ML

Akrilnitril (AN), Amerika Birleşik Devletleri'ndeki çeşitli kimya endüstrileri tarafından çok büyük miktarlarda üretilmekte olup, son yıllarda ihtiyacı ve talebi artmaktadır.
Akrilnitril (AN), yoğun olarak üretilen, doymamış bir nitrildir.
Akrilnitril (AN), plastikler, sentetik kauçuk ve akrilik elyaflar gibi diğer kimyasalların yapımında kullanılır.
Akrilonitril (AN) geçmişte böcek ilacı olarak kullanılmıştır; ancak tüm böcek ilacı kullanımları durdurulmuştur.
Akrilonitril (AN), ilaçlar, antioksidanlar ve boyalar gibi ürünlerin yanı sıra organik sentezde de kullanılan önemli bir kimyasal ara maddedir.
Akrilonitrilin en büyük kullanıcıları, akrilik ve modakrilik elyaflar ve yüksek darbe dayanımlı ABS plastikleri üreten kimya endüstrileridir.
Akrilonitril (AN) ayrıca iş makinelerinde, bagajlarda, inşaat malzemelerinde ve otomotiv, ev eşyaları ve ambalaj malzemeleri için stiren-akrilonitril (SAN) plastiklerinin üretiminde de kullanılır.

Akrilonitril (AN), naylon, boyalar, ilaçlar ve böcek ilaçları yapımında kullanılır.
Akrilonitril, hidrojenin bir etilen grubu ile değiştirildiği hidrojen siyanür olan bir nitrildir.
Akrilonitril (AN) çok zehirli ve tahriş edicidir, aynı zamanda hassasiyet yaratıcıdır.
Akrilonitril (AN), üretim sürecinde hem tahriş edici hem de alerjik kontakt dermatite neden olmuştur.
Akrilonitril (AN), CH2CHCN formülüne ve H2C=CH−C≡N yapısına sahip organik bir bileşiktir.
Akrilonitril (AN) renksiz, uçucu bir sıvıdır.
Akrilonitril (AN), sarımsak veya soğanı andıran keskin bir kokuya sahiptir.
Akrilonitril (AN)'nin moleküler yapısı, bir nitril (−C≡N)'ye bağlı bir vinil grubu (−CH=CH2) içerir.
Akrilonitril (AN), poliakrilonitril gibi faydalı plastiklerin üretiminde önemli bir monomerdir.
Akrilonitril (AN) düşük dozlarda toksiktir.
Akrilonitril, ABS plastiğinin (akrilonitril bütadien stiren) bileşenlerinden biridir.

Akrilonitril (AN), çok dikkatli kullanılması gereken faydalı bir organik monomer ve reaktiftir.
Tehlike bilgi tablosunun gösterdiği gibi, Akrilonitril (AN) birden fazla şekilde toksiktir.
Geçen yıl, Ulusal Kanser Enstitüsü (Bethesda, MD), 25.000 kişilik bir çalışmada, düzenleyici maruz kalma sınırlarını aşan yerlerde akrilonitril üreten veya kullanan işçilerin, düzenlemelerle korunanlara göre önemli ölçüde daha yüksek akciğer kanseri ölüm oranına sahip olduğunu bildirdi.
Akrilonitril (AN) sentezi ilk olarak 1893 yılında önde gelen Fransız eczacı/kimyager Charles Moureu tarafından akrilik asit ve türevleri üzerine bir incelemede rapor edilmiştir.
Moureu, yaklaşık 60 yıl önce Jean Baptiste Dumas tarafından geliştirilen bir yöntem kullanarak, Akrilonitril (AN)'i fosfor pentoksit ile ısıtarak akrilamidi dehidrate etmiştir.
1920 yılında Moureu, Ralph I. Brown ile birlikte aynı yöntemi kullanarak 3-hidroksipropiyonitrilden akrilonitril üretti.
Akrilonitril (AN), suda ve aseton, benzen, karbon tetraklorür, etil asetat ve toluen gibi en yaygın organik çözücülerde çözünebilen, renksiz ila soluk sarı bir sıvı ve uçucu bir maddedir.

Akrilonitril (AN) 84°C'de erir ve 77°C'de kaynar. Teknik sınıf akrilonitril (AN) %99'dan fazla saflıktadır ve her zaman bir polimerizasyon inhibitörü içerir.
Akrilonitril (AN), ısıtıldığında veya güçlü bir alkali varlığında kendiliğinden polimerleşen reaktif bir kimyasaldır; genellikle etilhidrokinon ile inhibe edilmediği sürece polimerleşme gerçekleşmez.
Akrilonitril (AN) aleve maruz kaldığında patlayabilir.
Akrilonitril (AN) bakıra saldırır.
Akrilonitril (AN), güçlü oksitleyiciler, asitler ve alkaliler; brom ve aminlerle uyumsuz ve reaktiftir.
Akrilonitrilin eş anlamlıları Akrilonitril (AN), akrilonitril monomeri, siyanoetilen, propenenitril, vinil siyanür ve VCN'dir.
Aşağıda Lewis yapısı gösterilmiştir.
Verilen alana, akrilonitrilin 3 boyutlu hibrit orbital bağlama resmini çizin.
Her atomik orbitalin hibritleşmesini etiketleyin.
Bağları oluşturmak için orbitallerin örtüşmesini gösterin ve bağ türünü etiketleyin.
Yalnız elektron çiftinin hangi orbital türünde olduğunu belirtin.

Akrilonitril (AN) Kimyasal Özellikleri
Erime noktası: -83 °C (literatür)
Kaynama noktası: 77 °C (literatür)
Yoğunluk: 20 °C'de 0,806 g/mL
Buhar yoğunluğu: 1,83 (havaya göre)
Buhar basıncı: 86 mm Hg (20 °C)
Kırılma indisi: n20/D 1,391 (literatür)
Fp: 32 °F
Depolama sıcaklığı: 2-8°C
Çözünürlük: 73 g/l
Form: Sıvı
Renk: Şeffaf
PH: 6,0-7,5 (50 g/l, H2O, 20℃)
Koku: 2 ila 22 ppm'de hafif piridin benzeri koku
Koku Eşik Değeri: 8,8 ppm
Patlayıcı limit: %2,8-28 (V)
Suda Çözünürlük: Çözünür. 7,45 g/100 mL
Termal İletkenlik: 25 ℃'de 0,166 W/(m·K)
Hassasiyet: Işığa Duyarlı
Merck: 14,131
BRN: 605310
Henry Yasası Sabiti: 30,00 °C'de 1,30 (baş boşluğu-GC, Hovorka vd., 2002)
Dielektrik sabiti: 33,009999999999998
Maruz Kalma Limitleri ACGIH TLV-TWA: 2 ppm (4,3 mg/m3)
OSHA PEL-TWA: 2 ppm, 15 dk; PEL-Tavan: 10 ppm
NIOSH REL-TWA: 1 ppm; REL-Tavan: 10 ppm [15 dk]; IDLH: 85 ppm
Başlıca Uygulama: tarım
çevre
InChI: 1S/C3H3N/c1-2-3-4/h2H,1H2
InChIKey: NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N
LogP: 21℃'de 0.017
CAS Veritabanı Referansı: 107-13-1 (CAS Veritabanı Referansı)
NIST Kimya Referansı: 2-Propenenitril (107-13-1)
IARC: 2B (Cilt 71) 1999
EPA Madde Kayıt Sistemi: Akrilonitril (AN) (107-13-1)

Kimyasal Özellikler
Akrilonitril (AN), moleküler formülü C3H3N ve moleküler ağırlığı 53.06 olan berrak, renksiz ila soluk sarı bir sıvıdır.
Işığa maruz kaldığında sararma meydana gelir ve doymuş türeve foto-değişimi gösterir.
Akrilonitril (AN) neredeyse kokusuzdur veya tatlı, tahriş edici, hoş olmayan, soğan veya sarımsak benzeri veya keskin olarak tanımlanabilecek çok hafif bir kokuya sahiptir.
Koku yalnızca PEL'in üzerinde tespit edilebilir.
Kaynama noktası 77,3°C ve erime noktası -82°C'dir.

Kullanım Geçmişi
İkinci Dünya Savaşı arifesinde, akrilonitril kopolimerinin sentetik kauçuğun yağ direncini ve çözücü direncini artırabileceği keşfedildi ve insanlar Akrilonitril'i (AN) ciddiye almaya başladı.
Savaş sırasında, Almanya'da etilenin epoksidasyonu, ardından siyanür etanol üretmek için hidrojen siyanür ilavesi ve son olarak dehidrasyon yoluyla üretim süreciyle Akrilonitril (AN) geliştirildi.
Daha sonra, bakır klorür katalizörlüğünde asetilene hidrojen siyanür ilavesiyle Akrilonitril (AN) geliştirildi.
1960'tan sonra, Ohio Standard Oil şirketinde, amonyak oksidasyon reaksiyonu için hammadde olarak propilen kullanılarak yeni bir üretim süreciyle Akrilonitril (AN) geliştirildi.
Bu süreç, endüstriyel üretimde büyük değişikliklere yol açtı.
Hammadde bulunabilirliği ve maliyet düşüşü sayesinde, akrilonitril üretiminde ani bir artış yaşandı.
1983 yılında, dünyanın yıllık üretimi 3 milyon tona ulaştı ve bunun %90'ı Ohio Standard Oil'in üretim miktarına aitti.

Akrilonitril (AN), polimerizasyona kolayca uğrayarak poliakrilonitril lifi (akrilik veya dökme olarak bilinen ticari ad altında) üretebilir.
Akrilonitril (AN)'nin kısa lifi, suni yün olarak da bilinen yüne benzer.
Akrilonitril (AN), mükemmel esnekliği ile elde yumuşak bir his verir.
Akrilonitril (AN), sentetik lifler (Avusturya Lun ticari adı altında) üretmek için vinil asetat ile kopolimerize edilebilir. 1950 yılında, Akrilonitril (AN) ilk kez Amerika Birleşik Devletleri DuPont tarafından endüstriyel üretime sokuldu.
Akrilonitrilin (AN) büyük bir kısmı, toplamın yaklaşık %40-60'ını oluşturan sentetik elyaf üretiminde kullanılmaktadır.
Bütadien kopolimerizasyonu ile Akrilonitril (AN), yağa dayanıklı nitril kauçuk üretebilir.
Akrilonitrilin (AN) dimerizasyonu ve hidrojenasyonu, adiponitril'e yol açabilir; daha sonra hidrojenasyon ile poliamidin (naylon 66) hammaddelerinden biri olan heksametilen diamin elde edilebilir.
Akrilonitril ve bütadienin kopolimeri olan stiren terpolimeri, ABS reçinesi olarak adlandırılan yüksek kaliteli bir mühendislik plastiğidir.

Kullanım Alanları
Akrilnitril (AN) öncelikle akrilik ve modakrilik elyafların üretiminde kullanılır.
Akrilnitril (AN) ayrıca plastiklerin (akrilonitril-bütadien-stiren ve stiren-akrilonitril reçineleri), adiponitril, akrilamid ve nitril kauçukların ve bariyer reçinelerinin üretiminde hammadde olarak kullanılır.
Geçmişte akrilonitril ve karbon tetraklorür karışımı böcek ilacı olarak kullanılıyordu; ancak tüm böcek ilacı kullanımları durdurulmuştur.
Akrilonitril, petrokimya endüstrisinin hızlı genişlemesiyle birlikte 1940'lardan beri yaygın olarak kullanılan, ticari açıdan önemli bir endüstriyel kimyasaldır.
ABS ve SAN reçinelerinin üretimi, ikinci en büyük miktarda akrilonitril tüketmektedir.
ABS reçineleri, akrilonitril ve stirenin polibütadien veya stiren-bütadien kopolimerine aşılanmasıyla üretilir ve yaklaşık %25 akrilonitril içerir.
Bu ürünler, otomotiv ve eğlence araçları, boru bağlantı parçaları ve ev aletleri için bileşenler üretmekte kullanılır.
SAN reçineleri, %25-30 akrilonitril içeren stiren-akrilonitril kopolimerleridir.
SAN reçinesinin üstün şeffaflığı, otomobil gösterge panellerinde, gösterge merceklerinde ve ev eşyalarında kullanılmasını sağlar (Langvardt, 1985; Brazdil, 1991).

Akrilonitril (AN), akrilik elyaf, reçine ve yüzey kaplama üretiminde; ilaç ve boya üretiminde ara madde olarak; polimer değiştirici olarak ve fumigant olarak kullanılır.
Akrilonitril (AN), poliakrilonitril malzemelerinin pirolizi nedeniyle yangın atık gazlarında bulunabilir.
Akrilonitril (AN), su, %4 asetik asit, %20 etanol ve heptan gibi gıda simülasyonu çözücülerle doldurulmuş ve 10 gün ila 5 ay süreyle saklanmış akrilonitril-stiren kopolimeri ve akrilonitril-stiren-bütadien kopolimeri şişelerinden salındığı bulunmuştur (Nakazawa vd. 1984).
Salınım, sıcaklık arttıkça daha fazla olmuştur ve polimerik malzemelerdeki artık akrilonitril (AN) monomerine atfedilebilir.
Akrilonitril (AN), ticari olarak propilen amoksidasyonu ile üretilir; bu işlemde propilen, amonyak ve hava, akışkan yatakta bir katalizör ile reaksiyona sokulur.
Akrilonitril (AN), öncelikle akrilik ve modakrilik elyaf üretiminde yardımcı monomer olarak kullanılır.

Kullanım alanları arasında plastiklerin, yüzey kaplamalarının, nitril elastomerlerin, bariyer reçinelerinin ve yapıştırıcıların üretimi yer alır.
Akrilonitril (AN) ayrıca çeşitli antioksidanların, ilaçların, boyaların ve yüzey aktif maddelerin sentezinde kimyasal bir ara maddedir.
Eskiden akrilonitril, gıda ürünleri, un değirmenleri ve fırıncılık gıda işleme ekipmanları için fumigant olarak kullanılıyordu (HSDB, 1994).
Kaliforniya'da Hava Zehirli Maddeler Sıcak Noktaları Yasası kapsamında raporlama yapan tesislerden kaynaklanan yıllık eyalet çapındaki endüstriyel emisyonların, en son envantere göre 3948 pound akrilonitril olduğu tahmin edilmektedir (CARB, 2000). ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA)

Akrilonitril (AN), esas olarak poliakrilonitril, bir homopolimer veya stiren-akrilonitril (SAN), akrilonitril bütadien stiren (ABS), akrilonitril stiren akrilat (ASA) ve akrilonitril bütadien (NBR) gibi diğer sentetik kauçuklar gibi çeşitli önemli kopolimerlerin hazırlanmasında monomer olarak kullanılır.
Akrilonitrilin hidrodimerizasyonu, bazı naylonların sentezinde kullanılan adiponitril verir:

2 CH2=CHCN + 2 e− + 2 H+ → NCCH2−CH2−CH2−CH2CN
Sülfürik asit ile hidroliz, akrilamid sülfat, CH=CHC(O)NH2·H2SO4 verir.
Bu tuz, akrilamide ve metil akrilata dönüştürülebilir.
Akrilonitrilin hidrojenasyonu, propiyonitril elde etmenin bir yoludur. Akrilonitrilin protik nükleofillerle reaksiyonuna siyanoetilasyon denir:

YH + H2C=CHCN → Y−CH2−CH2CN
Tipik protik nükleofiller alkoller, tiyoller ve özellikle aminlerdir.
Hidrojen siyanür kullanıldığında ürün süksinonitrildir.
Akrilonitrile (AN) ve türevleri, örneğin 2-kloroakrilonitrile, Diels-Alder reaksiyonlarında dienofildir.

Plastik şişelerde kullanım
Haziran 1974'te Coca-Cola, üretim sırasında enerji tasarrufu, artırılmış dayanıklılık ve cama göre ağırlık tasarrufu sağlayan akrilonitril/stiren 32 oz Easy-Goer plastik şişeyi piyasaya sürdü.
Mart 1977'de Doğal Kaynaklar Savunma Konseyi tarafından açılan bir dava sonrasında FDA, test hayvanları üzerindeki olumsuz etkileri gerekçe göstererek akrilonitril şişelerinin onayını iptal etti.
Coca-Cola'nın şişe üreticisi Monsanto, kararı reddederek, "tekrarlanan testler, şişenin içeriğine akrilonitrilin tespit edilebilir bir şekilde geçmediğini göstermiştir" açıklamasını yaptı.
Birkaç mahkeme itirazından sonra, Eylül 1977'de FDA yasağını kesinleştirdi.

Olaylar
Türkiye'de 17 Ağustos 1999'da meydana gelen şiddetli depremin ardından Aksa Akrilik'e ait bir endüstriyel polimer tesisinden büyük miktarda akrilonitril (yaklaşık 6500 ton) sızdı.
5000'den fazla insan etkilendi ve maruz kalan hayvanlar öldü.
Sızıntı, şirket tarafından olaydan 8 saat sonra fark edildi.
Sağlık çalışanları akrilonitrilin sağlık üzerindeki etkilerini bilmiyorlardı ve mağdurları ağrı kesiciler ve serumlarla tedavi etmeye çalıştılar.
Avukat Ayşe Akdemir, 44 aileyi davacı olarak göstererek şirkete dava açtı.
Aksa Akrilik, akrilonitrilden etkilenen 200 kişi tarafından dava edildi.
Türk Tıp Birliği tarafından bölgedeki kanser vakalarında artış doğrulandı; etkilenen bölgedeki kanser oranı 1999'dan Nisan 2002'ye kadar %80 arttı.
2003 yılında Aksa Akrilik'in sahibi, akrilonitril maruziyetine bağlı akciğer kanserinden öldü.

Üretim Yöntemleri
Akrilonitril (AN), ticari miktarlarda neredeyse tamamen Sohio tarafından geliştirilen buhar fazlı katalitik propilen amoksidasyon işlemiyle üretilmektedir.

C3H6 + NH3 + 2/3O2→ C3H3N +3H2O
Tek aşamalı, akışkan yataklı Akrilonitril (AN) üretim süreci, 1950'lerde ABD'de INEOS'un öncüllerinden biri olan Standard Oil Company (Sohio) bilim insanları tarafından geliştirilmiştir.
Bugün, dünyanın Akrilonitrilinin %95'inden fazlası INEOS'un özel teknolojisi kullanılarak üretilmektedir.

Reaktivite Profili
Akrilnitril (AN), güçlü asitlerle temas ettiğinde veya ayrışmaya kadar ısıtıldığında zehirli hidrojen siyanür gazı üretir.
Güçlü oksitleyici maddelerle (dibenzoil peroksit, di-tert-bütilperoksit, brom) şiddetli reaksiyona girer.
Havada hızla tutuşur ve havayla patlayıcı karışımlar oluşturur.
Güçlü bazlar veya asitlerin varlığında şiddetli polimerleşir. Az miktarda brom veya katı gümüş nitrat ile temas ettiğinde patlamayla sonuçlanan kontrolsüz bir reaksiyona girer.

Sağlık Tehlikesi
Akrilnitril (AN), son derece toksik bir bileşiktir, göz ve ciltte tahrişe neden olur, mutajenik, teratojeniktir ve deney hayvanlarında kansere neden olur.
Akrilnitril (AN), solunum, ağız yoluyla alım, deri yoluyla emilim ve cilt teması yoluyla orta ila şiddetli akut toksik bir maddedir.
Bu bileşiğin solunması boğulmaya ve baş ağrısına neden olabilir.
İtfaiyecilerin akrilonitril maruziyetinden kaynaklanan göğüs ağrısı, baş ağrısı, nefes darlığı, baş dönmesi, öksürük ve dudak ve el derisinde soyulma gibi belirtiler bildirdikleri görülmüştür (Donohue 1983).
Bu belirtiler maruziyetten birkaç saat sonra ortaya çıkmış ve birkaç gün sürmüştür. 4 saat boyunca 110 ppm solunması köpekler için ölümcül olmuştur.
İnsanlarda, bir saat boyunca yaklaşık 500 ppm solunması tehlikeli olabilir.
İnsanlarda yüksek konsantrasyonlarda akrilonitril solunmasından kaynaklanan toksisite belirtileri uyuşukluk, ishal, mide bulantısı ve kusmadır (ACGIH 1986).

Üretim
Akrilonitril (AN) ilk olarak 1893 yılında Fransız kimyager Charles Moureu tarafından sentezlenmiştir.
Akrilonitril (AN), SOHIO işlemi olarak da bilinen propilenin katalitik amoksidasyonu ile üretilir.
2002 yılında dünya üretim kapasitesi yılda 5 milyon ton olarak tahmin ediliyordu ve bu rakamın 2017 yılına kadar yaklaşık 6 milyon tona çıkması bekleniyordu.
Akrilonitril (AN) ve hidrojen siyanür, satış için geri kazanılan önemli yan ürünlerdir.
Aslında, 2008-2009 yıllarındaki akrilonitril (AN) kıtlığı, akrilonitril talebindeki azalmadan kaynaklanmıştır.

2 CH3−CH=CH2 + 2 NH3 + 3 O2 → 2 CH2=CH−C≡N + 6 H2O
SOHIO işleminde, propilen, amonyak ve hava (oksitleyici), katalizör içeren akışkan yataklı bir reaktörden 400–510 °C ve 50–200 kPag'de geçirilir.
Reaktifler, sulu sülfürik asitte söndürülmeden önce reaktörden sadece bir kez geçer.
Çözünmeyen fazla propilen, karbonmonoksit, karbondioksit ve dinitrojeni doğrudan atmosfere salınır veya yakılır.

Sulu çözelti akrilonitril, asetonitril, hidrosiyanik asit ve amonyum sülfattan (fazla amonyaktan) oluşur.
Bir geri kazanım kolonu, fazla suyu uzaklaştırır ve akrilonitril ile asetonitril damıtma yoluyla ayrılır.
İlk kullanışlı katalizörlerden biri, silika üzerinde desteklenen bizmut fosfomolibdat (Bi9PMo12O52) idi.
O zamandan beri daha da geliştirmeler yapılmıştır.